安宏強

（內(nèi)蒙古烏蘭察布市公路路政管理支隊，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

高壓旋噴樁在公路軟土地基中的應用探討

安宏強

（內(nèi)蒙古烏蘭察布市公路路政管理支隊，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

本文首先分析了高壓旋噴樁技術(shù)的原理，然后結(jié)合某工程，探討了高壓旋噴樁在軟土地基中的施工過程及高壓旋噴樁的質(zhì)量控制措施。

高壓旋噴樁；公路工程；應用

1 工程概況

1.1 高壓旋噴樁原理。高壓旋噴樁是通過安裝在鉆桿機端的特殊噴嘴，向周圍土體噴射化學漿液體（常用水泥液體），同時鉆桿以一定速度徐徐提升，高壓射流破壞了附近的土體結(jié)構(gòu)，并強制與化學漿液混和，在地基中硬化成直徑均勻的圓柱體。

1.2 工程概況。某大橋南引道擴建工程全長4.68km，路基寬28.5m，其中K1+396～K1+442段右幅原有路基原有為軟基，在進行施工圖設(shè)計時，軟基采用CFG樁處理。該項目通車一年后，局部路段由于不均勻沉降造成路面起伏、跳車，影響道路的服務水平并帶來一些其它不良影響。因此，對該路段進行必要的處治勢在必行。首先對該路段進行了沉降觀測、現(xiàn)場勘測等工作，根據(jù)收集的資料、原施工圖、竣工圖和地質(zhì)報告及有關(guān)行業(yè)標準、規(guī)范進行沉降處治設(shè)計工作。原地基地質(zhì)層次從上往下分別為：（1）淤泥：厚度14.9m，壓縮模量（Es）=2.0MPa，樁周摩阻力τi=20kPa；（2）亞粘土：厚度3.6m，壓縮模量（Es）=6.0MPa，樁周摩阻力τi=50kPa；（3）淺黃色砂土：厚度7.19m，壓縮模量（Es）=7.56MPa，樁周摩阻力τi=50kPa，容許承載力[бo]=220kPa。

2 處治方案

2.1 考慮的方案：排水固結(jié)（袋裝砂井）、超載預壓、高壓旋噴樁、預應力管樁、粉噴樁等。

2.2 比選考慮的因素：若排水固結(jié)（袋裝砂井）、超載預壓，固結(jié)變形較緩慢，工期較長；預應力管樁會破壞現(xiàn)有路面及路基；粉噴樁對環(huán)境污染較大。該路已經(jīng)通車、考慮到路中及兩側(cè)構(gòu)造物和設(shè)施的使用功能、美觀、施工方便、社會影響等因素。經(jīng)綜合比較，最終確定對K1+396～K1+442段右幅路段采用高壓旋噴樁處理。橫向處治范圍為左路緣帶外邊緣至非機動車道外緣。經(jīng)計算，高壓旋噴樁按1.5m正三角形布置，成樁直徑60cm，樁長19.5m且樁端進入持力層不小于1m，樁身強度不小于3MPa（28d），則復合地基承載力250kPa，滿足使用要求。

3 高壓旋噴樁在軟土地基中的施工

3.1 材料要求。旋噴樁原材料包括水泥、土、水，在進場前需確定原材料的種類、品質(zhì)，并將原材料送至試驗室進行化驗和做混合料配合比試驗。水泥采用袋裝32.5號普通硅酸鹽水泥。注漿材料的優(yōu)劣是高壓噴射注漿質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一，每批水泥進場時應檢查水泥出廠生產(chǎn)合格證和化驗單，并自做實驗，在現(xiàn)場對水泥要嚴加保管不得淋雨受潮。

3.2 主要施工機具。施工機具主要包括：（1）高壓泵（高壓泵包括高壓泥漿泵和高壓清水泵）；（2）噴射機及鉆機；（3）噴射管。

3.3 技術(shù)要點。（1）硬化時間的影響。硬化時間過長，易產(chǎn)生冒漿現(xiàn)象，硬化時間過短易堵塞，一般控制在2min～3min。（2）階段提升。實驗證明定位旋噴3～4轉(zhuǎn)成樁良好，當鉆機速度未20轉(zhuǎn)/min時，要定位旋噴10s。若使用1.8mm直徑的噴嘴在20MPa壓力下，噴射量為22L/min，需使用硬化劑110L，則提升速度是0.2m/min，據(jù)此可算出階段提升間距為3cm；如果使用更小直徑噴嘴，因噴射流量減少，提升間距要適當縮小，這樣也能形成具有光滑外壁的噴射樁。（3）低壓沖水。漿液的凝固時間小于拆鉆的時間（約幾分鐘）時，拆鉆桿前作減壓沖水，沖水時間因高壓高壓管路及鉆桿的長度而異。起隔水作用的噴射樁須注意鉆機豎向鉆孔的垂直度，噴射樁體本身的透水系數(shù)都在10-6cm/s以下，因而不會漏水，關(guān)鍵問題是裝群的鏈接性。為提高不透水性通常設(shè)計成樁位搭接雙排或多排噴射樁。工作時，每一班完工后，須對整個管路清洗，對壓差活門要予以解體清洗。

3.4 高壓旋噴樁施工技術(shù)要求。（1）水泥漿液：壓力20MPa～40MPa，流量80L/min～120L/min，噴嘴孔徑2mm～3mm，噴嘴個數(shù)1個。（2）注漿管：提升速度20cm/min～25cm/min，旋轉(zhuǎn)速度約20r/min，外徑φ42mm或φ50mm。（3）采用32.5號普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.75∶1，樁每延米水泥用量230kg～270kg，摻外加劑（水玻璃）1%（水泥質(zhì)量比），成樁直徑60cm。（4）樁身強度不小于3MPa（28d）。（5）旋噴樁樁底需入持力層（淺黃色砂土）不小于1m。判斷旋噴樁是否進入持力層的方法：（a）根據(jù)鉆孔進尺發(fā)生突變及冒漿；（b）拔出鉆頭是否為淺黃色的砂土。旋噴樁應同原地基處理的CFG樁相錯開，若個別碰到，可作適當移動避開。（6）旋噴樁施工順序：旋噴樁施工應按跳孔方式進行。（7）路基體及路面結(jié)構(gòu)范圍的孔洞用水泥砂漿填滿。

3.5 高壓旋噴樁的質(zhì)量控制

（1）為確保高壓旋噴樁的工程質(zhì)量，監(jiān)理必須采用全過程旁站，全程跟蹤檢測施工工藝及技術(shù)參數(shù)，做好記錄。重點：①水泥漿配合比；②持力層的判斷；③注漿管的提升速度。（2）現(xiàn)場檢測：采用鉆孔取芯試驗，檢測頻率為2%。（3）質(zhì)量檢驗。高壓噴射注漿法在地層中直接形成加固體，屬隱藏工程，因而不能直接觀察到噴射加固體的質(zhì)量，有必要用科學的、比較切合實際的各種檢測檢驗方法來判定其加固效果。應在嚴格控制施工參數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體情況選擇質(zhì)量檢驗方法。開挖檢查法雖簡單易行，通常在淺層進行，但難以對整個固結(jié)體的質(zhì)量做全面檢查。鉆孔取芯是檢驗單孔固結(jié)體質(zhì)量的常用方法，選用時須以不破壞固結(jié)體和有代表性為前提，可以在28d后取芯或在未凝之前取芯（軟弱粘性土地基）。

結(jié)論

通過現(xiàn)場復合地基承載力、樁身水泥土強度、單樁豎向力、抗壓靜載等試驗檢測，均達到設(shè)計要求。沉降觀測分別對10個斷面的左、中、右進行觀測，累計沉降為已趨于穩(wěn)定。從2006年沉降處治完畢后到現(xiàn)在，經(jīng)過四年的觀察，處治過的路基沒有明顯的沉降，行車狀況良好。結(jié)果表明，高壓旋噴樁樁復合地基具有承載力高，加固效果好的特點，在公路工程中的應用是成功的。

[1]劉愛榮，李小斐.高壓旋噴樁在高速公路軟土地基處理中的應用探討[J].中外建筑，2011（05）.

[2]甘國萍.高壓旋噴樁技術(shù)在公路施工中的應用分析[J].房地產(chǎn)導刊，2014（29）.

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